机器人控制系统及具有其的机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，具体而言，涉及一种机器人控制系统及具有其的机器人。

背景技术：

随着机器人技术的不断发展，人们对智能机器人的要求也越来越高，其完成的任务难度也越来越大。但是，目前的智能机器人功能比较单一，难以实现多任务共同协作来完成一项复杂的任务。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种机器人控制系统及具有其的机器人，以解决现有技术中的智能机器人功能比较单一，难以实现多任务共同协作来完成一项复杂的任务的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种机器人控制系统，包括：用于检测机器人外部的多个不同目标信息的信息检测装置；用于采集信息检测装置所检测的各个目标信息并将各个目标信息发送至控制单元的数据采集单元；用于对各个目标信息进行处理并根据处理结果生成相应的控制指令的控制单元；用于根据控制指令执行相应的动作和/或语音交互任务的执行单元。

进一步地，信息检测装置包括以下至少之一：姿态传感器、压力传感器、红外测距传感器、红外热释电传感器、超声波传感器、语音识别模块和摄像头。

进一步地，摄像头内设置有人脸识别模块和手势识别模块。

进一步地，控制单元包括：用于接收信息检测装置发送的目标信息，并对接收的目标信息进行处理并根据处理结果生成相应的控制指令的主控模块；用于接收信息检测装置发送的目标信息并转送至主控模块，并根据控制指令控制执行单元执行相应的动作和/或语音交互任务的底层控制模块。

进一步地，控制单元还包括：通信模块，底层控制模块通过通信模块与主控模块连接，数据采集单元通过通信模块与主控模块连接。

进一步地，通信模块包括以下至少之一：WIFI通信模块、串口通信模块和蓝牙通信模块。

进一步地，执行单元包括以下至少之一：用于根据控制指令执行相应的动作的动作执行模块；用于根据控制指令进行相应的语音交互任务的语音执行模块。

进一步地，机器人控制系统还包括：用于向数据采集单元、控制单元、执行单元和信息检测装置进行供电的供电单元。

进一步地，供电单元包括以下至少之一：铅酸电池、镍氢电池、磷酸铁锂电池、锂聚合物电池。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种机器人，包括机器人控制系统，机器人控制系统为上述内容的机器人控制系统。

应用本实用新型技术方案的机器人控制系统，通过设置信息检测装置、数据采集单元、控制单元和执行单元，信息检测装置用于检测机器人外部的多个不同目标信息；数据采集单元与信息检测装置连接，用于采集信息检测装置所检测的各个目标信息并将各个目标信息发送至控制单元；控制单元与数据采集单元连接，用于对各个目标信息进行处理并根据处理结果生成相应的控制指令；执行单元与控制单元连接，用于根据控制指令执行相应的动作和/或语音交互任务。从而能够根据接收到的外部数据信息作出相应的动作和语音交互任务，解决了现有技术中的智能机器人功能比较单一，难以实现多任务共同协作来完成一项复杂的任务的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1根据本实用新型实施例可选的一种机器人控制系统的结构框图；

图2根据本实用新型实施例可选的第二种机器人控制系统的结构框图；

图3根据本实用新型实施例可选的机器人控制系统的多任务调度的结构框图；

图4根据本实用新型实施例可选的第三种机器人控制系统的结构框图；

图5根据本实用新型实施例可选的第四种机器人控制系统的结构框图；以及

图6根据本实用新型实施例可选的第五种机器人控制系统的结构框图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、数据采集单元；20、控制单元；21、主控模块；22、底层控制模块；23、通信模块；30、执行单元；31、动作执行模块；32、语音执行模块；40、信息检测装置；50、供电单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

根据本发明实施例的机器人控制系统，如图1所示，包括：用于检测机器人外部的多个不同目标信息的信息检测装置40；用于采集信息检测装置40所检测的各个目标信息并将各个目标信息发送至控制单元20的数据采集单元10；用于对各个目标信息进行处理并根据处理结果生成相应的控制指令的控制单元20；用于根据控制指令执行相应的动作或语音交互任务的执行单元30。

应用本实用新型技术方案的机器人控制系统，通过设置信息检测装置40、数据采集单元10、控制单元20和执行单元30，信息检测装置40用于检测机器人外部的多个不同目标信息；数据采集单元10与信息检测装置40连接，用于采集信息检测装置40所检测的各个目标信息并将各个目标信息发送至控制单元20；控制单元20与数据采集单元10连接，用于对各个目标信息进行处理并根据处理结果生成相应的控制指令；执行单元30与控制单元20连接，用于根据控制指令执行相应的动作和/或语音交互任务。从而能够根据接收到的外部数据信息作出相应的动作和语音交互任务，解决了现有技术中的智能机器人功能比较单一，难以实现多任务共同协作来完成一项复杂的任务的问题。

具体实施时，信息检测装置40包括以下至少之一：姿态传感器、压力传感器、红外测距传感器、红外热释电传感器、超声波传感器、语音识别模块和摄像头。姿态传感器分布于机器人的全身的各个部位，用于感应机器人各个部位的姿态信息，为下一步动作出参考；压力传感器分布于机器人体表的各个部位，用于感应作用在机器人体表上的触摸压力，当压力传感器的敏感原件感应到触摸压力时，敏感原件的电容或电阻就会发生变化，从而检测到触摸压力的大小，根据触摸压力的大小和实际演示效果，制定机器人的对应动作，从而实现用户与机器人的触觉交互。红外测距传感器用于实时监测机器人与外部物体的距离，为机器人的行走和动作提供参考；由于任何有温度的物体都会产生红外线，当红外热释电传感器检测到红外线存在时，就会将输出信号置1，没有检测到时将输出信号置0，通过该原理来检测是否有人存在；超声波传感器用来进行机器人避障，避免机器人在行走过程中与障碍物发送碰撞。语音识别模块用于识别用户的声音从而实现与用户的语音交互；摄像头用于识别机器人所处的外部环境，同时可以进行拍照和摄像功能。另外，为了提升与用户的交互体验，可选地，在摄像头内设置有人脸识别模块和手势识别模块，人脸识别模块用于对用户的面部信息进行识别，从而实现解锁或对用户进行确认。手势识别模块用于识别用户预先设定的手势信息，实现解锁或对用户进行确认。

如图2所示，控制单元20包括：主控模块21和底层控制模块22，主控模块21通过数据采集单元10与信息检测装置40的第一部分连接，用于接收数据采集单元10的第一部分发送的目标信息；底层控制模块22通过数据采集单元10与信息检测装置40的第二部分、主控模块21以及执行单元30均连接，用于接收数据采集单元10的第二部分发送的目标信息并转送至主控模块21；其中，主控模块21用于对接收的目标信息进行处理并根据处理结果生成相应的控制指令，底层控制模块22用于根据控制指令控制执行单元30执行相应的动作或语音交互任务。

具体地，信息检测装置40的第一部分包括：摄像头以及摄像头中设置的人脸识别模块和手势识别模块，主控模块21与摄像头以及摄像头中的人脸识别模块和手势识别模块连接，对采集的用户面部信息或者手势信息进行识别和处理，生成相应的控制指令发送给底层控制模块22；信息检测装置40的第二部分包括：姿态传感器、压力传感器、红外测距传感器、红外热释电传感器、超声波传感器和语音识别模块，底层控制模块22分别与姿态传感器、压力传感器、红外测距传感器、红外热释电传感器、超声波传感器以及语音识别模块等连接，将检测到的到机器人的姿态传感器信息、压力传感器信息、红外测距传感器信息、红外热释电传感器信息、超声波传感器信息通过数据采集单元10采集后传送至主控模块21，主控模块21是决定机器人功能和性能的主要因素，是机器人系统中的指挥中枢。主控模块21将获得的用户面部信息、手势信息、周围环境的图像、视频信息以及采集到的传感信息通过决策算法将数据信息转化为计算机可以识别的指令信息传输到底层控制模块22，从而控制执行单元30。

底层控制模块22中移植有多任务调度的实时操作系统，该实时操作系统主要运行多任务调度体制，通过各任务之间的协调实现机器人的动作和语音交互任务。

如图3所示，多任务主要包括以下几个方面：任务1为传感信息采集；任务2为语音交互；任务3为运动控制；任务4为与主控数据的交互。传感信息采集任务主要采集一些传感器信息，如姿态传感器信息、压力传感器信息、红外测距传感器信息、红外热释电传感器信息、超声波传感器信息等，并将采集信息打包通过任务间收发消息的形式发送到任务4；任务2主要应用于人机交互，将语音识别模块接收到的语音信息转换为关键字指令信息发送到任务4；任务4主要将接收到的信息发送给主控模块21，主控模块21决策后将决策信息发送给底层控制模块22，并将信息发送到任务3，由执行单元30执行相应的动作或者进行语音输出，从而实现机器人的动作和与用户的语音交互人物。各任务之间互不干扰。

为了实现主控模块21与底层控制模块22以及主控模块21与数据采集单元10之间的通信，如图4所示，控制单元20还包括：通信模块23，底层控制模块22通过通信模块23与主控模块21连接；数据采集单元10的第一部分，即摄像头以及其内部设置的人脸识别模块和手势识别模块通过通信模块23与主控模块21连接。

可选地，通信模块23包括以下至少之一：WIFI通信模块、串口通信模块和蓝牙通信模块，本实施例优选采用串口通信模块进行通信。

如图5所示，执行单元30包括：动作执行模块31和语音执行模块32，动作执行模块31用于根据底层控制模块22传送的控制指令执行相应的动作；语音执行模块32用于根据底层控制模块22传送的控制指令进行相应的语音交互任务，实现与用户的语音交流。动作执行模块31和语音执行模块32在执行相应的动作或语音交互任务的同时会将执行结果反馈给底层控制模块22。

为了给机器人的正常运转提供相应的电能，如图6所示，机器人控制系统还包括：供电单元50，供电单元50分别与数据采集单元10、控制单元20、执行单元30和信息检测装置40均连接，用于向数据采集单元10、控制单元20、执行单元30和信息检测装置40供电。

可选地，供电单元50包括以下至少之一：铅酸电池、镍氢电池、磷酸铁锂电池、锂聚合物电池。本实施例优选采用锂聚合物电池为机器人的各个功能单元供电。

根据本实用新型的另一实施例，提供了一种机器人，包括机器人控制系统，该机器人控制系统为上述实施例的机器人控制系统。应用上述实施例的机器人控制系统的机器人，包括：信息检测装置40、数据采集单元10、控制单元20和执行单元30，信息检测装置40用于检测机器人外部的多个不同目标信息；数据采集单元10与信息检测装置40连接，用于采集信息检测装置40所检测的各个目标信息并将各个目标信息发送至控制单元20；控制单元20与数据采集单元10连接，用于对各个目标信息进行处理并根据处理结果生成相应的控制指令；执行单元30与控制单元20连接，用于根据控制指令执行相应的动作或语音交互任务。从而能够根据接收到的外部数据信息作出相应的动作和语音交互任务，解决了现有技术中的智能机器人功能比较单一，难以实现多任务共同协作来完成一项复杂的任务的问题。本实用新型所要求保护的是上述各个模块单元及其连接关系，并不涉及对其内部软件的创新。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。